haberler

Metal Damgalamada Hangi Malzemeler Kullanılabilir? Damgalanabilir Alaşımların Tam Listesi

Metal damgalama, 40'tan fazla farklı alaşım ailesini işleyebilir, ancak damgalanabilir malzemelerin pratik listesi üç mekanik özellikle tanımlanır: uzama (tipik olarak %10-45), çekme mukavemeti (yüksek mukavemetli çelikler için 1.200 MPa'ya kadar) ve sertlik (şekillendirme kaliteleri için Rockwell B 60-95). BQUQ'da en yaygın damgalanan malzemeler düşük karbonlu çelikler (DC01, SPCC, 1008-1010), paslanmaz çelikler (304, 316, 430), alüminyum (5052, 6061, 1100), pirinç (C26000, C26800) ve bakırdır (C11000); kalınlık aralıkları 0,05 mm ile 6,0 mm arasındadır. Hassas uygulamalar için, Dongguan tesisimizde konnektör ve yay bileşenleri için berilyum bakır ve fosfor bronz da günlük olarak damgalanmaktadır.

Metal Damgalama İçin Uygun Başlıca Çelik Kaliteleri Nelerdir?

Düşük karbonlu çelik, küresel olarak damgalanan tüm parçaların yaklaşık %60'ını temsil eden, metal damgalamanın iş gücüdür. En çok damgalanabilen kaliteler DC01 (EN 10130), SPCC (JIS G3141) ve AISI 1008/1010'dur; bunlar %28-38 uzama değerleri ve 140-280 MPa akma mukavemetleri sunar. Bu malzemeler, düşük karbon içerikleri (%0,05-0,10) çok kademeli progresif kalıp operasyonları sırasında iş sertleşmesini önlediği için derin çekme, bükme ve kesme için idealdir.

Daha yüksek mukavemet gerektiren yapısal uygulamalar için, S355MC veya AISI 50XF gibi yüksek mukavemetli düşük alaşımlı (HSLA) çelikler damgalanabilir, ancak bunlar daha ağır pres tonajı ve daha sağlam takımlar gerektirir. Paslanmaz çelik kaliteleri 304 ve 316 damgalanabilir ancak düşük karbonlu çeliğe kıyasla %20-30 daha düşük şekillendirilebilirlik sergiler; tavlanmış durumda uzama yaklaşık %40-50'dir. 430 kalite (ferritik), daha düşük iş sertleşmesi nedeniyle östenitik kalitelerden daha kolay damgalanır ve bu da onu mutfak eşyaları ve beyaz eşya panelleri için uygun maliyetli bir seçim haline getirir. Yay uygulamaları için, tam sert durumdaki 301 paslanmaz çelik (akma mukavemeti 965 MPa) damgalanabilir ancak karbür takımlar ve dikkatli yay geri tepme telafisi gerektirir.

Alüminyum Alaşım Seçimi Damgalama Performansını Nasıl Etkiler?

Alüminyum alaşımları damgalanabilir ancak daha düşük yoğunlukları (2,7 g/cm³) ve daha yüksek termal iletkenlikleri nedeniyle çelikten farklı proses parametreleri gerektirir. En çok damgalanabilen alüminyum alaşımları 5052-H32, 6061-T6 ve 1100-O'dur. Alaşım 5052, %12-18 uzama sunar ve gerilme korozyonu çatlamasına direndiği için derin çekilmiş muhafazalar ve otomotiv ısı kalkanları için tercih edilen seçimdir. Alaşım 1100-O en yumuşak (sertlik 23 HB) ve en şekillendirilebilir olanıdır; %35'e kadar uzama elde eder, ancak yapısal parçalar için mukavemetten yoksundur.

Alüminyumla ilgili kritik sınırlama, takım çeliği yüzeylerine yapışma ve sıvanma eğilimidir; bu nedenle kalıplar için titanyum nitrür (TiN) kaplamalı D2 veya A2 takım çeliği öneriyoruz. 6061-T6 için damgalama, T4 mizaçta (çözelti ısıl işlemi) yapılmalı ve ardından şekillendirmeden sonra T6'ya yapay yaşlandırma uygulanmalıdır; çünkü T6 mizacın uzaması yalnızca %10'dur ve dar yarıçaplarda çatlar. Damgalama için alüminyum kalınlığı tipik olarak 0,3 mm ile 4,0 mm arasında değişir; kesilmiş boyutlar için toleranslar artı/eksi 0,05 mm ve şekillendirilmiş özellikler için artı/eksi 0,1 mm'dir. Deneyimlerimize göre, alüminyum 5052-H32 damgalanmış parçalar 100.000 parçalık bir seride 0,02 mm boyutsal tekrarlanabilirlik elde eder.

Elektrik Kontakları ve Konnektörler İçin Hangi Bakır ve Pirinç Alaşımları En İyisidir?

Bakır ve alaşımları, iletkenlikleri ve korozyon dirençleri nedeniyle elektrik uygulamaları için yaygın olarak damgalanır. C11000 (elektrolitik sert bakır) %101 IACS iletkenliğe sahiptir ve bara ve ağır kesitli konnektörler için kullanılır, ancak yumuşaktır (sertlik 40-60 HB) ve çizilmeleri önlemek için dikkatli kullanım gerektirir. Yay kontakları için, berilyum bakır C17200 (sertlik 36-44 HRC, iletkenlik %22 IACS), 10 milyon çevrimi aşan yorulma ömrüyle birinci sınıf seçimdir; ancak pirinçten 8-12 kat daha pahalıdır.

Pirinç alaşımları C26000 (fişek pirinci, %70 bakır, %30 çinko) ve C26800 (sarı pirinç), tavlanmış durumda %45-50 uzama ve mükemmel derin çekme özellikleriyle en çok damgalanabilen bakır alaşımlarıdır. Bu malzemeler terminaller, sigorta klipsleri ve RF koruma bileşenleri için kullanılır. Fosfor bronz C51000 (%5 kalay), mukavemet (akma 310-450 MPa) ve iletkenlik (%15 IACS) arasında iyi bir denge sunar ve bu da onu röle yayları ve anahtar kontakları için standart hale getirir. Yüksek sıcaklık uygulamaları için, C70600 (90/10 kupronikel) gibi bakır-nikel alaşımları damgalanabilir ancak hızlı iş sertleşmesi nedeniyle progresif kademeler arasında tavlama gerektirir.

Damgalanabilen Egzotik ve Yüksek Performanslı Alaşımlar Nelerdir?

Standart malzemelerin ötesinde, BQUQ otomotiv ve havacılık müşterileri için birkaç yüksek performanslı alaşım damgalamaktadır. Titanyum kalite 2 ve 5 (Ti-6Al-4V), 2,0 mm'ye kadar kalınlıklarda damgalanabilir, ancak oda sıcaklığında uzama kalite 2 için yalnızca %14 olduğundan karmaşık şekiller için 600-800°C'de sıcak damgalama gerektirir. Inconel 625 ve 718, yalnızca ince ölçülerde (0,1-0,5 mm) sınırlı deformasyonla soğuk damgalanabilir; daha derin çekmeler 980°C'de sıcak şekillendirme gerektirir. Bu nikel süper alaşımları kilogram başına 20-40 USD maliyete sahiptir, bu nedenle malzeme kullanımı kritiktir.

Damgalanabilen diğer egzotik malzemeler arasında molibden (yarı iletken ısı emiciler için), tantal (kimyasal işleme için) ve elektronik paketlerde cam-metal sızdırmazlıkları için kullanılan 42-alaşımı (nikel-demir) bulunur. Termal genleşme katsayısı 5,3 x 10⁻⁶/°C olan Kovar (ASTM F15), hermetik konnektör gövdeleri için damgalanır. Nitinol (nikel-titanyum şekil hafızalı alaşım), tıbbi stentler ve aktüatörler için damgalanabilir, ancak aşırı yay geri tepmesi nedeniyle son geometri için lazer kesim gerektirir. Her egzotik malzeme için, takıma geçmeden önce yay geri tepmesini ve kalıp telafisini tahmin etmek üzere malzemeye özel bir simülasyon (AutoForm veya PAM-STAMP) çalıştırıyoruz.

Malzeme Kalınlığı ve Sertliği Kalıp Tasarımını ve Toleransları Nasıl Etkiler?

Malzeme kalınlığı, çelikler için kenar başına malzeme kalınlığının %5-8'i, alüminyum için %3-5'i ve pirinç için %8-10'u olması gereken kalıp boşluğunu doğrudan belirler. 1,0 mm kalınlığındaki bir çelik sac için kalıp boşluğu kenar başına 0,05-0,08 mm'dir; yanlış boşluk, kalınlığın %10'unun üzerinde çapak oluşmasına neden olur. Sertlik tonajı etkiler: 1,0 mm kalınlığındaki 304 paslanmaz çeliği (sertlik 200 HB) damgalamak, 1,0 mm DC01 çeliğinin (sertlik 95 HB) yaklaşık 1,5 katı pres kuvveti gerektirir. 250 tonluk mekanik preslerimiz çoğu malzemeyi 6,0 mm kalınlığa kadar işlerken, 400 tonluk hidrolik presler kalın yüksek mukavemetli çelik ve sıcak damgalama operasyonları için ayrılmıştır.

Toleranslar malzemeye göre değişir: damgalanmış çelik parçalar kesme için artı/eksi 0,05 mm ve şekillendirilmiş boyutlar için artı/eksi 0,2 mm elde ederken, alüminyum daha düşük yay geri tepmesi nedeniyle kesme için artı/eksi 0,03 mm elde eder. Yüksek uzamalı bakır alaşımları (pirinç), öngörülebilir akış nedeniyle daha sıkı toleranslar (artı/eksi 0,02 mm) korur. Kritik boyutlar için, Cpk değerleri 1,33'ün üzerinde olan istatistiksel proses kontrolü (SPC) uyguluyoruz; bu, milyonda 64'ten az parçanın spesifikasyon dışında kaldığı anlamına gelir.

Belirli Bir Malzeme İçin Progresif Kalıp ve Derin Çekme Arasında Ne Zaman Seçim Yapmalısınız?

Progresif kalıp damgalama, uzaması %15'in üzerinde olan herhangi bir malzeme için braketler, terminaller ve soğutucu kanatları gibi düz parçalar veya orta düzeyde şekillendirmeli parçalar için idealdir. Üretim hızları dakikada 50 ila 800 strok arasında değişir ve progresif kalıplar için takım maliyetleri, istasyon sayısına ve malzeme sertliğine bağlı olarak tipik olarak 8.000 ila 50.000 USD arasındadır. Parça derinliği çapın veya genişliğin 1,5 katını aştığında, örneğin pil gövdeleri, kaplar ve muhafazalar gibi durumlarda derin çekme gereklidir. Çekme oranları (sac çapı/zımba çapı) tek bir operasyonda çelik için 1,8'i, alüminyum için 1,6'yı ve pirinç için 2,0'ı aşmamalıdır.

Alüminyum 5052'nin derin çekilmesi için, malzeme kalınlığının 4-6 katı çekme yarıçapı kullanıyoruz ve buruşmayı önlemek için çekme kuvvetine göre %15-20 baskı plakası kuvveti uyguluyoruz. Paslanmaz çelik 304 derin çekme için, çekme oranı sınırı 1,5'e düşer ve 30-40 ton yastık basıncına sahip çift etkili bir pres kullanıyoruz. Malzeme maliyeti bu kararı etkiler: malzeme pahalıysa (titanyum, Inconel), progresif kalıplar taşıyıcı şeritte malzemenin %30-40'ını israf edebileceğinden, hurdayı en aza indirmek için derin çekme öneriyoruz.

Farklı Malzeme Türleri İçin Takım Maliyeti Ne Kadardır?

Takım maliyeti, malzeme sertliğine ve gereken hassasiyete bağlı olarak önemli ölçüde değişir. Düşük karbonlu çelik için, 5 istasyonlu temel bir progresif kalıp 8.000-15.000 USD maliyetindedir ve yeniden taşlamadan önce 1-5 milyon strok dayanır. Paslanmaz çelik için, aşınma direnci için karbür uçlar veya toz metalurjisi çeliği (ör. V4E, ASP23) ihtiyacı nedeniyle takım maliyetleri %20-40 daha yüksektir. Alüminyum takımı, D2 çeliği yeterli olduğu için 6.000-12.000 USD ile en ucuzudur, ancak alüminyumun aşındırıcı doğası kalıp ömrünün çeliğe göre %30 daha kısa olduğu anlamına gelir.

Aşağıdaki tablo, BQUQ'da yaygın damgalanan malzemeler için tipik takım maliyetlerini ve kalıp ömrünü özetlemektedir:

Damgalanmış Malzemelerle Hangi Bitirme ve İkincil İşlemler Uyumludur?

Tüm damgalanmış metaller ikincil işlemlere tabi tutulabilir, ancak malzemeye özel kısıtlamalar geçerlidir. Çelik parçalar çinko kaplanabilir (kilogram başına 0,05-0,15 USD maliyet), toz boya kaplanabilir (metrekare başına 0,10-0,30 USD) veya pasifize edilebilir; 400 serisi paslanmaz çeliğe asit dağlama uygulamayın çünkü bu hidrojen gevrekleşmesine neden olur. Alüminyum damgalanmış parçalar, korozyon direncini artırmak için kromat dönüşüm kaplaması (MIL-DTL-5541) veya eloksal (Tip II, 5-25 mikron) gerektirir; eloksalın boyutlara 0,02-0,05 mm eklediğini unutmayın, bu nedenle takımları buna göre ayarlayın.

Bakır ve pirinç parçalar kararmayı önlemek için parlak daldırma veya nikel kaplama yapılmalıdır; berilyum bakır üzerinde 150°C'nin üzerinde elektrokaplama yapmaktan kaçının çünkü bu malzemeyi aşırı yaşlandırır. Titanyum ve Inconel için cam boncuk püskürtme veya pasivasyon (nitrik asit) kullanın, ancak klorür bazlı temizleyicilerden kaçının. Damgalama sonrası ısıl işlem, 301 paslanmaz çelik (temper haddeleme) ve berilyum bakır (315°C'de 2 saat yaşlandırma sertleştirmesi) için tam mukavemet elde etmek amacıyla yaygındır. BQUQ'da, lazer ışınını yansıttığı ve kimyasal dağlama gerektirdiği için cilalı bakır hariç tüm malzemelerde izlenebilirlik için lazer markalama (fiber lazer, 20W) öneriyoruz.

SSS

Damgalanabilen maksimum kalınlık nedir?

Geleneksel soğuk damgalama için maksimum kalınlık düşük karbonlu çelik için 6,0 mm, alüminyum için 4,0 mm

İlgili Makaleler

• Damgalama Sonrası Metal Parça Bitirme Rehberi | Tam Kılavuz
• Akıllı çevrimiçi denetim ve kapalı döngü kalite kontrolü: damgalı parçalar için sıfır kusurlu bir üretim hattı oluşturma
• Yüksek hızlı hassas damgalama ve kalıp içi mikroşekillendirme teknolojisi: elektronik bağlantılardan mikromotor çekirdeklerine